Paano bumuo ng mga cool na bagay para sa Internet of Things

Nilalaman

• Paggalugad ng electronics
• Arduino
• Bumuo ng iyong sariling Arduino
• Programming ang Arduino
• Mga pagpipilian sa JavaScript
• Raspberry Pi
• ST4I (dating IoT)
• Paano gawing isang ST4i aparato ang isang Arduino
• Arduinos na may built-in na internet
• Ang panig ng server
• Ang kinabukasan

Digital artist Seb Lee-Delisle ihahatid ang pambungad na pangunahing tono sa Bumuo ng London sa 21 Setyembre. Magtatampok din ang dalawang araw na kumperensya kina Anton & Irene, Zell Liew, Jaime Levy, Steve Fisher at marami pang magagaling na tagapagsalita. Kunin ang iyong tiket ngayon!

Sa huling ilang taon, ang pamayanan ng gumagawa ay lumago nang mabilis. Tulad ng naturan, napakahusay na oras upang simulan ang pag-eksperimento sa electronics. Lalo na naka-lock at nagmamay-ari ang aming mga makintab na gadget, mas gusto naming malaman kung anong kakaibang mahika ang nangyayari sa loob.

Bilang isang direktang tugon, ang open-source na komunidad ng hardware ay lumago, at ang mga bagong platform ng prototyping ay patuloy na umuusbong. Hindi kailanman naging mas mura o mas madaling makakuha ng hardware para sa iyong sariling mga proyekto sa pag-hack.

Paggalugad ng electronics

Ang aking paglalakbay kasama ang electronics ay nagsimula noong bata pa ako. Ang aking ama ay madalas na mag-uwi ng mga elektronikong sangkap mula sa trabaho upang mapaglaruan ko. Nalaman ko ang tungkol sa mga breadboard, paggawa ng mga simpleng circuit at paghihinang. Gustung-gusto ko pa rin ang mga maliliwanag, kulay-kendi na LEDs. Mabilis na pasulong sa ilang taon na ang nakakaraan, nang sinabi sa akin na maaari mong gamitin ang isang Arduino upang maglakip ng malalaking mga knobs at pindutan sa iyong mga laro at proyekto.

Kaya bumili ako ng isa. At naisip ko na hindi lamang ito isang interface ng hardware para sa aking computer, ito ay isang malayang aparato na maaaring magproseso ng lohika at magpatakbo ng code nang mag-isa. Bilang epekto, ito ay isang maliit na computer na may sariling kakayahan. Nakuha ko ang isang 8x8 LED matrix, gumawa ng isang simpleng sistema ng maliit na butil, at ako ay na-hook. Sa huling ilang taon, mas marami pa akong pagsasama ng hardware sa aking mga proyekto sa digital art. Pinapayagan ka ng mga elektronikong aparatong ito na lumabas sa computer at sa totoong mundo.

Kung nais mong makapasok sa mga proyekto sa hardware, marahil ay hindi ka masama sa lahat ng iyong mga pagpipilian. Ang dalawa sa pinakamalaking platform sa arena na ito ay ang Arduino at Raspberry Pi. Ang bawat isa ay may magkakaibang lakas at kakayahan.

Arduino

Ang Arduino ay isang prototyping circuit board na binubuo ng isang gitnang maliit na tilad at maraming mga GPIO (Pangkalahatang Pakay na Input / Output) na mga pin na maaari mong ikonekta ang mga bagay-bagay. Maaari mong i-program ang bawat GPIO upang maging alinman sa isang input (upang mabasa ang data) o isang output (upang makontrol ang mga bagay tulad ng mga ilaw at motor).

Ngunit huwag lamang bumili ng isang Arduino - mas mahusay na bumili ng ilang uri ng starter kit. Maghanap ng isa na may iba't ibang mga bahagi, mga jumper wires at isang breadboard, kasama ang isang mahusay na libro ng gabay na may mga pagsasanay upang makapagsimula ka.

Maraming mga magagamit na kit, kabilang ang isa na ginawa ng Arduino. Ang aking personal na paborito ay ang Sparkfun Inventor's Kit, na may kasamang magandang kaso upang mapanatili ang iyong mga proyekto habang ginagawa mo ito. Mayroon itong mahusay na manwal na may malinaw na mga diagram at 16 mga halimbawang proyekto upang makapagsimula ka.

Mayroong isang hindi kapani-paniwalang pagkakaiba-iba ng mga aklatan ng code ng Arduino, mga mapagkukunan at mga add-on na magagamit, kabilang ang 'mga kalasag' na nakaupo sa tuktok ng board at bibigyan ka ng mga karagdagang kapangyarihan, tulad ng pagmamaneho ng mga motor, pagkontrol sa mga LED screen, pag-play ng musika o pagpapadala ng impormasyon na MIDI. Narito ang ilan sa maraming mga board na katugmang Arduino na partikular kong gusto:

• Adafruit's Trinket - Ito ay maliit at murang, na may limang mga GPIO pin. Kung kailangan mo ng higit pang mga pin at memorya, subukan ang Trinket Pro o ang Arduino Nano.
• Teensy 3.1 - Ang Teensy 3.1 ay napakabilis at malakas, at napakaliit pa rin. Gumagamit ito ng 3.3V sa halip na ang karaniwang 5V, kaya kung minsan kailangan mong i-convert ang mga voltages upang gumana sa ilang mga bahagi. Ito ang mga utak ng aking Laser Light Synths, at napakahusay nilang makontrol ang libu-libong mga maaaring addressing LED.
• Arduino Mega - Ito ay mas malaki kaysa sa Trinket at Teensy (kahit na hindi gaanong sinasabi). Ngunit kung kailangan mo ng maraming mga pin at memorya, ang Arduino Mega ay para sa iyo. Mayroon itong dagdag na benepisyo ng pagiging isang tunay na Arduino, kaya alam mong susuportahan ng iyong pera ang mga taong lumikha ng proyekto sa una. Ano pa, katugma ito sa karamihan ng mga panangga ng Arduino.

Bumuo ng iyong sariling Arduino

Ang hindi kapani-paniwala na pakinabang ng open-source na hardware ay madali mong ilipat mula sa isang one-off na eksperimento sa isang bagay na maaari mong dalhin sa produksyon. Maaari kang kumuha ng layout ng circuit ng Arduino, magdagdag ng iyong sariling mga bahagi at gumawa ng iyong sariling mga produkto. Maaaring hindi ito mukhang mahalaga sa una mong pagsisimula, ngunit kung nakuha mo ang bug, magdidisenyo at gumagawa ka ng iyong sariling mga naka-print na circuit board (PCB) bago mo ito nalalaman.

Programming ang Arduino

Ang Arduino ay mayroong sariling IDE at wika ng pagprograma batay sa C, ngunit kung nasanay ka sa JavaScript dapat itong magmukhang pamilyar. Ang mga pangunahing pagkakaiba ay na ito ay malakas na nai-type, kaya kailangan mong tukuyin kung anong uri ng data ang ginagamit ng mga variable at pagpapaandar. Ang pagtatrabaho sa mga string at teksto ay maaaring maging isang sakit - tiyak na mas kasangkot ito kaysa sa paggamit ng JavaScript. Ang code ay naipon sa loob ng IDE at pagkatapos ay nai-program nang direkta sa chip ng Arduino sa pamamagitan ng isang USB cable.

Mga pagpipilian sa JavaScript

Ano? Gusto mo lang mag-program sa JavaScript? Tawagan ako na makaluma ngunit sa palagay ko ang pagtatrabaho sa maraming iba't ibang mga wika sa pag-program ay mabuti para sa iyong utak. Ngunit naiintindihan ko kung bakit ang mga programmer ng JS ay maaaring mag-atubiling mamuhunan ng oras sa pag-aaral ng isang bagong wika para lamang sa kaunting tinkering.

Ang magandang balita ay maaari mong makontrol ang isang Arduino sa buong JavaScript sa isang library na tinatawag na Johnny-Five. Ina-access mo ang lahat ng mga input at output ng Arduino ganap mula sa loob ng isang Node.js app sa iyong computer. Mayroong isang catch - tumatakbo ang code sa iyong computer, at nagpapadala ng data sa at mula sa Arduino, kaya't dapat itong ma-tether sa iyong computer upang gumana. Gayunpaman, ito ay pa rin isang magandang, madaling paraan upang isawsaw ang iyong daliri sa tubig.

Mayroong dalawang umuusbong na platform na tunay na nagpapatakbo ng JavaScript sa microprocessor: Tessel at Espruino. Pareho silang may sariling magaan na interpreter ng JavaScript, at kahit wala silang kakayahang magamit at nasa lahat ng pook ng Arduino, tiwala ako na ang komunidad ay mabilis na lalago.

Raspberry Pi

Ang Raspberry Pi ay isang murang Linux computer na mayroon ding isang bangko ng mga GPIO pin, ginagawa itong isang mahusay na platform para sa electronic prototyping. Nasa paligid lamang ito ng ilang maikling taon, subalit na-rebolusyon nito ang computing na may mababang gastos.

Ang isang malakas at buhay na pamayanan ng mga gumagawa ay lumaki at mayroong isang malawak na hanay ng mga kaso, mga peripheral at magagamit na mapagkukunan ng pag-aaral. Ang bagong bagong Pi 2 ay mas mabilis at mayroong higit na memorya kaysa sa mga nakaraang modelo, na may pabalik na pagiging tugma at ang parehong form factor tulad ng naunang modelo ng B +.

Hindi tulad ng Arduino, ang Raspberry Pi ay madaling maghimok ng mga HDMI screen at maglaro ng malalaking mga audio file. Kung pamilyar ka na sa Linux at Python o Node, napakadali para sa iyo upang makapagsimula. Hindi mo rin kailangang maglakip ng isang keyboard o screen sa Pi, maaari mo ssh mula sa iyong computer upang mai-program ito. At syempre ang buong bagay ay konektado sa internet sa pamamagitan ng ethernet port o isang Wi-Fi USB adapter.

Tulad ng Arduino na may 'mga kalasag', ang Pi ay may 'mga sumbrero' na nakaupo sa tuktok nito at nagbibigay ng mga espesyal na sobrang lakas. Ang paborito ko ay Pimoroni's Unicorn hat - isang hanay ng mga sobrang maliwanag na LED na nakaupo sa tuktok ng Pi. Sa katunayan, ang Pimoroni ay isang kamangha-manghang kwento ng tagumpay sa UK na may isang kahanga-hangang stock ng mga kaso at sangkap ng Pi.

ST4I (dating IoT)

Hindi mo maaaring napalampas ang hype tungkol sa IoT, o ang 'Internet of Things'. Napakakatawa na kinamumuhian ko kahit na ginagamit ang term. Ang katotohanang ang mga korporasyon tulad ng Microsoft ay may isang 'Direktor ng Internet of Things' na ginagawang masuka ko sa aking bibig nang kaunti. Mas gusto kong gumamit ng sarili kong term: Bagay na Pinaguusapan sa Internet, (STTTTi o ST4I para sa maikli). Ito ay pantay na katawa-tawa, ngunit hindi bababa sa ito ang aking katawa-tawa.

Hahayaan kita sa isang maliit na lihim tungkol sa IoT: wala talagang nakaisip kung para saan ito. Siguradong makokontrol natin ang aming mga termostat at ang kulay ng aming ilawan gamit ang aming mobile phone, ngunit paikot-ikot pa rin namin ang aming mga bisig sa madilim na sinusubukan na mahawakan kung paano talaga ito gagana. Alam nating lahat na magiging malaki ito, hindi lamang tayo sigurado kung ano ang mamamatay na app nito.

Ngunit narito ang tungkol sa mga teknolohiya sa gilid ng paghahanap ng kanilang paggamit: masaya talaga silang makipaglaro. Parang ang saya talaga. Ito ang perpektong oras upang maging mapanlikha, malikhain at maglaro lamang sa mga bagay na ito. Iyon ang dahilan kung bakit pinagsama ko ang aking workshop sa ST4I - dalawang araw na ito ng eksperimento at pag-aaral, at may kasamang kit na puno ng mga bagay-bagay kabilang ang isang pinapagana ng Wi-Fi na Arduino. Suriin ang st4i.com kung upang malaman ang higit pa.

Paano gawing isang ST4i aparato ang isang Arduino

Ang isang Raspberry Pi ay naka-network na, ngunit ang isang Arduino ay nangangailangan ng labis na hardware (at code) upang kumonekta. Gusto ko ang kalasag ng Adafruit CC3000 Wi-Fi - nakaupo ito sa tuktok ng iyong Arduino at kumokonekta sa iyong Wi-Fi, at maraming mga halimbawa ng code upang matulungan kang mabasa ang data mula sa internet.

Arduinos na may built-in na internet

May mga board na katugmang Arduino na may kakayahang internet. Ang paborito ko ay ang Linkit One, na may built-in na Wi-Fi chip. Ngunit hindi lang iyon. Mayroon din itong Bluetooth at GSM. Mag-stick ng isang SIM card at makukuha nito ang mobile data nang diretso doon. Kung hindi ito sapat, kasama ito ng GPS, at isang audio interface. Maaari kang gumawa ng iyong sariling low-tech na smartphone sa board na ito. Wala talaga akong ideya kung bakit mo gagawin iyon, ngunit sa ilang kadahilanan na-excite ako ng ideya.

Ang panig ng server

Ang pagkonekta sa isang pampublikong API ay medyo madali, at kung nais mo lamang mag-set up ng isang aparato ng pag-log ng data maaari kang gumamit ng mga serbisyo tulad ng Xively at data.sparkfun.com. Kung nais mong tumugon ang iyong Arduino aparato sa mga bagay sa internet, ang pinakamadaling paraan ay mag-poll ng isang data API sa mga regular na agwat (sabihin bawat isa hanggang limang minuto).

Ngunit kung nais mong tumugon ito kaagad sa isang bagay, maaari kang mag-set up ng isang permanenteng koneksyon ng socket sa server. Medyo mas mahirap ito, ngunit nagtatrabaho ako sa Node.js code upang magawa ito. Ang lahat ng ito ay bukas na mapagkukunan upang masubaybayan mo ang aking GitHub upang makita kung paano ito um-mature.

Ang kinabukasan

Sa mga mody ng data ng mobile na GSM ay kapansin-pansing bumababa sa presyo, magiging ilang taon lamang hanggang ang lahat ay may sariling koneksyon sa internet. Ang konsepto ng pagdaragdag ng Wi-Fi sa isang gadget ay tila talagang makaluma.

Matagal ko nang nasisiyahan sa paglakip ng mga ilaw, pindutan at mga interface ng pandamdam sa aking mga proyekto, at sa paglaki ng network ng hackerspace at komunidad ng gumagawa, maraming mga pagkakataon upang malaman kung paano gumawa ng mga bagay-bagay. Panahon na upang gawin ang real na ginagawa natin sa loob ng computer.

Ang artikulong ito ay orihinal na lumitaw sa isyu 266 (Mayo 2015) ng magazine sa net.

Bumuo ng London uunahan ng isang araw ng mga pagawaan, na sumasaklaw sa diskarte ng UX, pagpapatakbo ng disenyo at mga sprint ng nilalaman, at pagbuo ng nasusukat na sangkap na tumutugon. Titingnan din nila kung paano mabilis na makabuo ng isang konsepto at solusyon sa isang maikling kliyente, at lumikha ng isang kapani-paniwala na pagtatanghal na nagbebenta ng iyong ideya alinman sa iyong panloob na koponan o kliyente sa loob lamang ng ilang oras.

Kung bibili ka a pinagsamang workshop at pass ng kumperensya, gagawin mo makatipid ng £ 95!

Nagustuhan ito? Basahin ang mga ito!

• Paano babaguhin ng Internet of Things ang iyong trabaho
• Ang pinakamahusay na mga editor ng larawan
• Ang gabay ng taga-disenyo sa pagtatrabaho mula sa bahay